JPS62192653A - 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 - Google Patents
鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法Info
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- JPS62192653A JPS62192653A JP61034851A JP3485186A JPS62192653A JP S62192653 A JPS62192653 A JP S62192653A JP 61034851 A JP61034851 A JP 61034851A JP 3485186 A JP3485186 A JP 3485186A JP S62192653 A JPS62192653 A JP S62192653A
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- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 33
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鋼管の溶接部の超音波探傷方法に関する。
一般に、鋼管の溶接部の斜角超音波探傷方法は、探触子
から超音波ビームを水や油などの接触媒質を介して鋼管
内部に透太し、その超音波ビームが溶接部内部に存在す
る欠陥に当たって反射したエコーによって欠陥の有無を
知るものである。この場合、鋼管肉厚方向の溶接部全域
を探傷対象領域としうるよう超音波ビームを通入するこ
と、探傷感度が欠陥と探触子の位置関係によらず一定で
あること、探傷距離による減衰が小さいことが重要であ
る。
から超音波ビームを水や油などの接触媒質を介して鋼管
内部に透太し、その超音波ビームが溶接部内部に存在す
る欠陥に当たって反射したエコーによって欠陥の有無を
知るものである。この場合、鋼管肉厚方向の溶接部全域
を探傷対象領域としうるよう超音波ビームを通入するこ
と、探傷感度が欠陥と探触子の位置関係によらず一定で
あること、探傷距離による減衰が小さいことが重要であ
る。
現在、一般に使用されている超音波フェイズドアレイ装
置は、第３図（ａ） ｆｂ）に示すように幅の狭い短面
形の振動子５１，５２．・・・・・・５Ｎを並べたアレ
イ形プローブ６を用いて、各振動子の超音波の送受信を
位相制御装置１４により電子的に切り替えて超音波ビー
ムを走査させている（例えばマテリアルズエバリエイシ
ョン（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ）１
９８０年７月号３４〜３７頁参照）。従って、任意の方
向に超音波ビームを偏向でき、任意の位置に超音波ビー
ムを集束できる。また、プローブを走査せずに（機械的
に移動させずに）超音波ビームの走査かできる。このよ
うな走査法を一般に電子走査法というが、この電子走査
法には超音波送受信用の複数個の振動子群を順次切り替
えながら超音波ビームを被検査体上で直線上に走査させ
るリニア走査法と、複数個の振動子群による超音波送受
信タイミングを順次変更しながら超音波ビームを被検査
体内部に扇形上に走査させるセクタ走査法とがある。
置は、第３図（ａ） ｆｂ）に示すように幅の狭い短面
形の振動子５１，５２．・・・・・・５Ｎを並べたアレ
イ形プローブ６を用いて、各振動子の超音波の送受信を
位相制御装置１４により電子的に切り替えて超音波ビー
ムを走査させている（例えばマテリアルズエバリエイシ
ョン（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ）１
９８０年７月号３４〜３７頁参照）。従って、任意の方
向に超音波ビームを偏向でき、任意の位置に超音波ビー
ムを集束できる。また、プローブを走査せずに（機械的
に移動させずに）超音波ビームの走査かできる。このよ
うな走査法を一般に電子走査法というが、この電子走査
法には超音波送受信用の複数個の振動子群を順次切り替
えながら超音波ビームを被検査体上で直線上に走査させ
るリニア走査法と、複数個の振動子群による超音波送受
信タイミングを順次変更しながら超音波ビームを被検査
体内部に扇形上に走査させるセクタ走査法とがある。
第４図は、リニア走査法による鋼管のある断面の溶接部
の斜角探傷について示した図であり、Ｉスキップで鋼管
の溶接部の上半分を探傷する様子を示す例である。まず
、第４図（ａ）に示すように振動子５５〜５１０を１組
としたブロックから送信した超音波ビーム１７は、接触
媒質を介し鋼管１に入射し、鋼管内表面で反射した後溶
接シーム８に達する。そして溶接部の中の範囲２０に存
在する欠陥からの反射エコーを同じ振動子５６〜５１０
を１組としたブロックで受信することにより探傷範囲２
０を探傷する。次に、同図（ｂ）に示すように振動子を
１個ずらし振動子５７〜５目を１組としたブロックから
送信した超音波ビーム１８により探傷範囲２１を探傷す
る。さらに、振動子を１個づつずらしながら同様の探傷
を行い、最後に同図（Ｃ１に示すように振動子５．９〜
５２３を１組としたブロックから送信した超音波ビーム
１９により探傷範囲２２を探傷する。即ち、第５図に示
すように、振動子５６〜５２３をブロックに分けてリニ
ア走査を行い、溶接部上半分の探傷範囲２３を探傷する
ものである。
の斜角探傷について示した図であり、Ｉスキップで鋼管
の溶接部の上半分を探傷する様子を示す例である。まず
、第４図（ａ）に示すように振動子５５〜５１０を１組
としたブロックから送信した超音波ビーム１７は、接触
媒質を介し鋼管１に入射し、鋼管内表面で反射した後溶
接シーム８に達する。そして溶接部の中の範囲２０に存
在する欠陥からの反射エコーを同じ振動子５６〜５１０
を１組としたブロックで受信することにより探傷範囲２
０を探傷する。次に、同図（ｂ）に示すように振動子を
１個ずらし振動子５７〜５目を１組としたブロックから
送信した超音波ビーム１８により探傷範囲２１を探傷す
る。さらに、振動子を１個づつずらしながら同様の探傷
を行い、最後に同図（Ｃ１に示すように振動子５．９〜
５２３を１組としたブロックから送信した超音波ビーム
１９により探傷範囲２２を探傷する。即ち、第５図に示
すように、振動子５６〜５２３をブロックに分けてリニ
ア走査を行い、溶接部上半分の探傷範囲２３を探傷する
ものである。
また、第６図の如く溶接部下半分の探傷範囲２４は、ア
レイ形プローブ７を用いて例えば０．５スキツプで探傷
し、上半分と合わせて溶接部全断面を探傷するわけであ
る。
レイ形プローブ７を用いて例えば０．５スキツプで探傷
し、上半分と合わせて溶接部全断面を探傷するわけであ
る。
第７図は鋼管溶接部の超音波探傷の様子を示したもので
ある。通常、上述の如く溶接部全断面を探傷するアレイ
形プローブ６．７を固定し、鋼管ｌを搬送して全溶接部
の探傷を行っている。
ある。通常、上述の如く溶接部全断面を探傷するアレイ
形プローブ６．７を固定し、鋼管ｌを搬送して全溶接部
の探傷を行っている。
しかし、第７図に示すように、通常の溶接シーム８は、
真っ直ぐではなく、蛇行している。そのためアレイ形プ
ローブ６及び７と溶接シーム８の間の距離は鋼管長さ方
向の位置によって一定ではない。
真っ直ぐではなく、蛇行している。そのためアレイ形プ
ローブ６及び７と溶接シーム８の間の距離は鋼管長さ方
向の位置によって一定ではない。
従って、第８図（ａｌのように、目標の探傷範囲２５を
探傷するアレイ形プローブ６と溶接シーム８１の位置設
定に対し、第８図（ｂ）の如くアレイ形プローブ６と溶
接シーム８Ｉの間の距離が短くなった場合、探傷範囲２
６は目標の探傷範囲２５からずれてしまう。同様に、第
８図（Ｃ）の如くアレイ形プローブ６と溶接シーム８１
の間の距離が長くなった場合も探傷範囲２７は目標の探
傷範囲２５がらずれてしまう。
探傷するアレイ形プローブ６と溶接シーム８１の位置設
定に対し、第８図（ｂ）の如くアレイ形プローブ６と溶
接シーム８Ｉの間の距離が短くなった場合、探傷範囲２
６は目標の探傷範囲２５からずれてしまう。同様に、第
８図（Ｃ）の如くアレイ形プローブ６と溶接シーム８１
の間の距離が長くなった場合も探傷範囲２７は目標の探
傷範囲２５がらずれてしまう。
そこで、溶接シームの位置を検出し、その情報に基づき
、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が一定にな
るようにアレイ形プローブを移動し、目標の探傷範囲に
超音波ビームが伝播するようにする方法があるが、この
方法では、高速で探傷しなければならないオンライン探
傷に対しては、アレイ形プローブの追従性に限界がある
ので、精度が悪くなる。
、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が一定にな
るようにアレイ形プローブを移動し、目標の探傷範囲に
超音波ビームが伝播するようにする方法があるが、この
方法では、高速で探傷しなければならないオンライン探
傷に対しては、アレイ形プローブの追従性に限界がある
ので、精度が悪くなる。
本発明の特徴は、アレイ形プローブと溶接シームの間の
距離の変化に対し、リニア走査に用いる振動子をその変
化に合うように選択することにより、目標の探傷範囲を
カバーするところにある。
距離の変化に対し、リニア走査に用いる振動子をその変
化に合うように選択することにより、目標の探傷範囲を
カバーするところにある。
以下、第１図によって説明する。
第１図（ａ）のように、振動子５６〜５２３で目標の探
傷範囲９を探傷するアレイ形プローブ６と溶接シーム８
１の位置設定に対し、第１図Ｔｂ）の如くアレイ形プロ
ーブ６と溶接シーム８１の間の距離が短くなった場合、
リニア走査に用いる振動子を５９〜５２６にすることに
より探傷範囲１０は目標の探傷範囲９と同じになる。ま
た、第１図（Ｃ）の如くアレイ形プローブ６と溶接シー
ム８１の間の距離が長くなった場合も、リニア走査に用
いる振動子を５３〜５２０にすることにより探（３６範
囲１１は目標の探傷範囲９と同じになる。
傷範囲９を探傷するアレイ形プローブ６と溶接シーム８
１の位置設定に対し、第１図Ｔｂ）の如くアレイ形プロ
ーブ６と溶接シーム８１の間の距離が短くなった場合、
リニア走査に用いる振動子を５９〜５２６にすることに
より探傷範囲１０は目標の探傷範囲９と同じになる。ま
た、第１図（Ｃ）の如くアレイ形プローブ６と溶接シー
ム８１の間の距離が長くなった場合も、リニア走査に用
いる振動子を５３〜５２０にすることにより探（３６範
囲１１は目標の探傷範囲９と同じになる。
このように、使用する振動子の選択という電子的な制御
で対応するのであるから、アレイ形プローブと溶接シー
ムの間の距離の変化に対し、超音波ビームを極めて高速
に追従させることができるわけである。
で対応するのであるから、アレイ形プローブと溶接シー
ムの間の距離の変化に対し、超音波ビームを極めて高速
に追従させることができるわけである。
第２図は、本発明に基づくアレイ形プローブによる鋼管
の斜角探傷を行ったシステムの概略図を示す。
の斜角探傷を行ったシステムの概略図を示す。
溶接シーム８の上方に溶接シーム位置検出装置１２を設
け、該装置により得られたシーム位置の信号を用いて、
演算・制御装置１３でリニア走査に用いる振動子の選択
を行い、位相制御装置１４及びパルサー／レシーバ−１
５で各振動子の超音波送受信のタイミングを制御しなが
ら超音波の送受信を行い、演算・制御装置１３で受信信
号を処理した後、表示装置１６に探傷結果を表示する。
け、該装置により得られたシーム位置の信号を用いて、
演算・制御装置１３でリニア走査に用いる振動子の選択
を行い、位相制御装置１４及びパルサー／レシーバ−１
５で各振動子の超音波送受信のタイミングを制御しなが
ら超音波の送受信を行い、演算・制御装置１３で受信信
号を処理した後、表示装置１６に探傷結果を表示する。
第９図に示す、人工的にＶノツチ疵２８．２９を施した
、外径３６インチ、肉厚２０鶴のＵＯ鋼管ｌに対し、第
２図のシステムを用いて探傷をおこなった。アレイ形プ
ローブ６．７の周波数は５ＭＨｚ、アレイ形プローブ６
．７を構成する振動子の総数は３２個、リニア走査に使
用する振動子の数は２２個であり、振動子間隔は１．５
ｍｍである。
、外径３６インチ、肉厚２０鶴のＵＯ鋼管ｌに対し、第
２図のシステムを用いて探傷をおこなった。アレイ形プ
ローブ６．７の周波数は５ＭＨｚ、アレイ形プローブ６
．７を構成する振動子の総数は３２個、リニア走査に使
用する振動子の数は２２個であり、振動子間隔は１．５
ｍｍである。
第１０図（ａｌ （ｂ）は、その探傷結果を処理して得
た探傷断面の断層像を示し、アレイ形プローブ６．７と
溶接シーム８の距離が、設定より約５ｆｉ近づいた場合
の結果である。第１０図（ａ）は、本発明による振動子
選択の制御、を行わず、振動子５６〜５２７を用いてリ
ニア走査した場合、第１０図（ｂｌは、本発明による振
動子選択の制御を行って、振動子５９〜５３０を用いて
リニア走査した場合である。
た探傷断面の断層像を示し、アレイ形プローブ６．７と
溶接シーム８の距離が、設定より約５ｆｉ近づいた場合
の結果である。第１０図（ａ）は、本発明による振動子
選択の制御、を行わず、振動子５６〜５２７を用いてリ
ニア走査した場合、第１０図（ｂｌは、本発明による振
動子選択の制御を行って、振動子５９〜５３０を用いて
リニア走査した場合である。
第１０図（ａｌは、超音波ビームが疵全体に当らないた
め、その一部欠陥像３０．３ＬＬか表示しておらず、ま
た、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が設定と
違っているので、欠陥表示位置がずれてしまっているの
に対し、第１０図（ｂ）は、第９図に示す実際の■ノツ
チ疵２８．２９の超音波ビームが当たる片側の部分の欠
陥像３２．３３を、はぼ同じ位置に表示していることが
わかる。
め、その一部欠陥像３０．３ＬＬか表示しておらず、ま
た、アレイ形プローブと溶接シームの間の距離が設定と
違っているので、欠陥表示位置がずれてしまっているの
に対し、第１０図（ｂ）は、第９図に示す実際の■ノツ
チ疵２８．２９の超音波ビームが当たる片側の部分の欠
陥像３２．３３を、はぼ同じ位置に表示していることが
わかる。
以上のように、本発明によれば、溶接シーム位置変化に
伴うアレイ形プローブと溶接シームの間の距離の変化に
対し、超音波ビームを高速に追従させることができ、常
に目標の探傷範囲を精度よく探傷することができる。
伴うアレイ形プローブと溶接シームの間の距離の変化に
対し、超音波ビームを高速に追従させることができ、常
に目標の探傷範囲を精度よく探傷することができる。
なお、第１図、第４図、第５図、第６図、第８図の説明
では、アレイ形プローブを構成する振動子の個数を２８
個としたが、アレイ形プローブを構成する振動子の個数
及び、そのサイズにつむ、蔦で制約されない。第４図の
説明では、リニア走査において、順次走査される超音波
ビームを発する振動子のブロックの個数を５個としたが
、これは何個でもよ（、また、超音波ビームを順次走査
する際に切り換える振動子数も、１個づつに限定する必
要はない。
では、アレイ形プローブを構成する振動子の個数を２８
個としたが、アレイ形プローブを構成する振動子の個数
及び、そのサイズにつむ、蔦で制約されない。第４図の
説明では、リニア走査において、順次走査される超音波
ビームを発する振動子のブロックの個数を５個としたが
、これは何個でもよ（、また、超音波ビームを順次走査
する際に切り換える振動子数も、１個づつに限定する必
要はない。
第２図、第５図と第６図、第７図において、アレイ形プ
ローブ２個で溶接シーム全断面を探傷するとしたが、ア
レイ修プローブの数及びリニア走査に用いる振動子の数
には制約されない。
ローブ２個で溶接シーム全断面を探傷するとしたが、ア
レイ修プローブの数及びリニア走査に用いる振動子の数
には制約されない。
第１図は本発明の溶接シームへの超音波ビームの追従方
法を示した説明図、第２図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第３図は超音波フェイズドアレイ装置の説明
図、＠４図はリニア走査法の説明図、第５図、第６図は
リニア走査によりカバーする探傷範囲を示す説明図、第
７図は鋼管溶接部の超音波探傷の様子を簡単に示した説
明図、第８図は溶接シームの位置の変化により探傷範囲
がずれることを説明する図、第９図は実施例に用いた鋼
管の溶接部を示す一部破断図、第１０図は欠陥断層像の
一例を示す一部破断図である。 、１：鋼管、 ２，３，４：超音波ビーム伝播経路、
５１＋５２＋・・・・・・：振動子、 ６，７：アレイ
形プローブ、 ８．８＋：溶接シーム、９．１０，１
１．２０．２１，２２，２３，２４：探傷範囲、 １２
：溶接シーム位置検出装置、工３：演算・制御装置、
Ｉ４：位相制御装置、１５：パルサー／レシーバ−１
１６：表示装置、１７．１８．１９７ＩＢ音波ビーム、
２８．２９二人工Ｖノンチ疵、 ３０．３１，３２
，３３：欠陥断層像。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第２図 （Ｑ） ５＋、５ｚ−一−パル寸−レンーバ 第７図 （Ｇ） 第８図
法を示した説明図、第２図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図、第３図は超音波フェイズドアレイ装置の説明
図、＠４図はリニア走査法の説明図、第５図、第６図は
リニア走査によりカバーする探傷範囲を示す説明図、第
７図は鋼管溶接部の超音波探傷の様子を簡単に示した説
明図、第８図は溶接シームの位置の変化により探傷範囲
がずれることを説明する図、第９図は実施例に用いた鋼
管の溶接部を示す一部破断図、第１０図は欠陥断層像の
一例を示す一部破断図である。 、１：鋼管、 ２，３，４：超音波ビーム伝播経路、
５１＋５２＋・・・・・・：振動子、 ６，７：アレイ
形プローブ、 ８．８＋：溶接シーム、９．１０，１
１．２０．２１，２２，２３，２４：探傷範囲、 １２
：溶接シーム位置検出装置、工３：演算・制御装置、
Ｉ４：位相制御装置、１５：パルサー／レシーバ−１
１６：表示装置、１７．１８．１９７ＩＢ音波ビーム、
２８．２９二人工Ｖノンチ疵、 ３０．３１，３２
，３３：欠陥断層像。 出 願 人 新日本製鐵株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第２図 （Ｑ） ５＋、５ｚ−一−パル寸−レンーバ 第７図 （Ｇ） 第８図
Claims (1)
- 超音波フェイズドアレイ装置を用いる超音波探傷におい
て、溶接シーム位置を検出し、該位置とフェイズドアレ
イ装置を構成する振動子との距離が一定になるように振
動子を選択するようにしたことを特徴とする鋼管溶接シ
ーム部の超音波探傷方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034851A JPS62192653A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034851A JPS62192653A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62192653A true JPS62192653A (ja) | 1987-08-24 |
Family
ID=12425683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034851A Pending JPS62192653A (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 鋼管溶接シ−ム部の超音波探傷方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62192653A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0981047A2 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-23 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| JP6399275B1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-03 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
| JP6562192B1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-08-21 | 日本製鉄株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
| JP2019219344A (ja) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 管の溶接部の超音波探傷方法 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61034851A patent/JPS62192653A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0981047A2 (en) * | 1998-08-12 | 2000-02-23 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| EP0981047A3 (en) * | 1998-08-12 | 2002-07-17 | Nkk Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| EP1818674A1 (en) * | 1998-08-12 | 2007-08-15 | JFE Steel Corporation | Method and apparatus for ultrasonic inspection of steel pipes |
| JP6399275B1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-03 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
| WO2018180697A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 新日鐵住金株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
| CN110268259A (zh) * | 2017-03-29 | 2019-09-20 | 日本制铁株式会社 | 缺陷检测装置、缺陷检测方法以及程序 |
| JP6562192B1 (ja) * | 2017-12-12 | 2019-08-21 | 日本製鉄株式会社 | 欠陥検出装置、欠陥検出方法及びプログラム |
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